Рисуя будущее: роль Dobot Magician в обучении школьников через программируемое искусство

В современном мире цифровые технологии становятся все более значимой частью образовательного процесса, особенно в обучении младших школьников. Одним из передовых инструментов, которые помогают детям понять принципы робототехники и программирования, является робот-манипулятор Dobot Magician. С его помощью возможно не только изучение технических аспектов работы робота, но и создание художественных проектов, что делает процесс обучения интересным и увлекательным. Проект «Рисуя будущее» объединил креативность и технологии, предоставив ученикам 5–8 классов возможность нарисовать "Дом своей мечты" с использованием Dobot Magician и программного обеспечения Dobot Blockly.

Этот проект направлен на то, чтобы дать детям базовые знания в области программирования и показать, как технологии могут воплотить их художественные идеи в жизнь. Dobot Magician, как многофункциональный робот, выполнял функции рисования, тогда как графическая среда Dobot Blockly упрощала процесс программирования, делая его доступным для детей младшего школьного возраста.

1. Оборудование и среда: Dobot Magician и Dobot Blockly

Dobot Magician представляет собой роботизированный манипулятор, предназначенный для обучения основам робототехники, точного управления движениями и автоматизации логистических и технологических процессов. Благодаря простоте управления и гибкости функций он идеально подходит для образовательных целей. Этот робот может выполнять различные задачи, такие как рисование, гравировка, 3D-печать и манипулирование предметами, что делает его универсальным инструментом в обучении.

Dobot Blockly — графическая среда программирования, созданная специально для начинающих программистов. Она использует визуальные блоки, которые ученики могут легко перетаскивать и комбинировать для создания программ. Это удобство позволяет детям на начальном этапе сфокусироваться на логике и алгоритмах, а не на синтаксисе программирования, что делает обучение доступным и интересным.

Сочетание Dobot Magician и Dobot Blockly предоставляет ученикам уникальный способ освоить программирование. Они могут не только программировать движение робота, но и воплощать в реальность свои художественные идеи, например, рисовать дом своей мечты.

2. Процесс создания проекта: от идеи до исполнения

Создание дома своей мечты с помощью робота-манипулятора и графического программирования стало увлекательным и образовательным процессом для учащихся. В ходе подготовки к проекту ученики узнали, как использовать Dobot Magician для рисования простых фигур и линий. Прежде чем приступить к проектированию и дизайну домов, дети прошли небольшой курс по основам управления движениями и принципам работы манипулятора. Они научились программировать перемещения и действия робота, используя блоки Dobot Blockly для создания базовых схем.

На первом этапе ученики совместно обсуждали, как должен выглядеть их дом, рисовали эскиз дома на бумаге вручную. Затем они представляли свои идеи в виде блок-схем, в которых указывали конкретные действия для робота: движения, повороты, остановки и т.д. Пошаговый подход помогал ученикам научиться разбивать задачу на более мелкие этапы и продумывать логику программирования. Ученики воплощали свои идеи, проектируя робота так, чтобы он смог создать очертания дома.

Ниже приведен пример программы для рисования домика, который используется как тренировочный при подготовке к индивидуальному проекту. Для участников в данном случае устанавливалось ограничение: все движения робота, за редким исключением, должны осуществляться при помощи команды MoveDistance. При этом робот отслеживает изменение одной или нескольких координат (Δ) и смещает инструмент на необходимую величину от исходной точки по прямой. При этом, если рабочим инструментом является ручка или лазер, то на бумаге остается траектория движения насадки (рисунок).

Результатом выполнения программы стал вот такой домик:

Процесс программирования и наблюдения за роботизированным рисованием вдохновил учеников на дальнейшее изучение робототехники и программирования. Во время выполнения проекта ученики научились работать с различными инструментами и ресурсами, адаптировались к выполнению сложных задач и столкнулись с трудностями, которые помогли развить навыки решения проблем.

Благодаря использованию графического интерфейса Dobot Blockly даже сложные задачи становились для детей увлекательными и понятными. Ученики отмечали, что работа с роботом позволила им почувствовать себя инженерами и художниками одновременно.

3. Перспективы развития проекта

Проект «Рисуя будущее» способствует не только развитию навыков программирования и робототехники у школьников, но и формированию более широкого набора компетенций, которые помогут им в будущем. В процессе работы с Dobot Magician и Dobot Blockly дети учатся структурировать задачи, разбивая их на более мелкие и управляемые этапы, что развивает алгоритмическое мышление. Они начинают понимать логику программирования, усваивают основы автоматизации и знакомятся с принципами работы роботизированных систем. Эти навыки могут сыграть важную роль в будущем обучении, закладывая фундамент для успешной учебы в областях, связанных с наукой, технологиями, инженерией и математикой (STEM).

Такие проекты также открывают перед школьниками перспективы профессионального роста в областях, которые сочетают в себе технологии и креативность. С каждым этапом проекта ученики получают представление о том, как роботы и программируемые устройства используются в реальном мире для решения практических задач. Эта деятельность вдохновляет детей на дальнейшее изучение технологий и может помочь им выбрать направления, связанные с робототехникой, инженерией и даже художественными профессиями, такими как цифровой дизайн и графика.

Проект «Рисуя будущее» играет важную роль в подготовке школьников к участию в соревнованиях по робототехнике и программированию. Эти мероприятия требуют от участников знаний, навыков точного программирования, умения работать в команде и решать задачи быстро и эффективно. Практическая работа с Dobot Magician позволяет ученикам освоить ключевые аспекты управления роботами, такие как построение маршрута, настройка параметров движения и выполнение команд в последовательности, что напрямую готовит их к успешному выступлению на конкурсах. Ученики учатся продумывать свои действия на несколько шагов вперед, развивая стратегическое мышление, которое важно при выполнении конкурсных заданий.

Кроме того, участие в подобных проектах и конкурсах мотивирует школьников к профессиональному и личностному развитию. Соревновательный дух и общение с другими командами создают условия для обмена опытом и новыми идеями, что способствует росту уверенности в своих силах. Полученный опыт помогает детям понять, как их знания можно применять в реальных задачах, и заряжает их вдохновением на новые достижения в сфере технологий.

4. Заключение: роль робототехники в образовании

Проект "Рисуя будущее" показал, что использование роботов в учебном процессе помогает детям не только лучше понимать основы технологий, но и развивать креативные навыки. Через программируемое искусство дети начинают видеть, как технологии могут быть не только практичными, но и эстетически выразительными. Dobot Magician, как инструмент, позволил детям изучить основы робототехники и научил их базовым алгоритмам, а Dobot Blockly сделал процесс обучения доступным и увлекательным.

Образовательные проекты, такие как этот, показывают важность внедрения технологий в школьное обучение и возможность расширения образовательных горизонтов. В будущем такие подходы смогут помочь школьникам стать более уверенными в своих силах и вдохновить их на выбор профессий в области технологий и инженерии.

1. Программирование манипулятора в срeде COOGLE BROCKLY: DOBOT MAGICIAN: Образовательная инженерная платформа/ О.А. Горнов. – М.: Издательство «Экзамен», 2021. – 188[1] с.
2. Dobot Magician. Руководство пользователя. — М.: ИНТ, 2018. — 114 с.
3. Геометрия. 7 – 9 классы: учеб. для общеобразоват. организаций / [Л.С. Атанасян, В.Ф. Бутузов, С.Б.Кадомцев и др.]. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2014. – 383 с.
4. Заяц А. В., Журавский Г. В. Программируемое искусство: узоры с роботом Dobot Magician для обучающих целей // Научные высказывания. 2024. №10 (57). С. 35-40.